使用Xilinx的ZU5系列实现人脸识别加速（3）

使用Xilinx的ZU5系列实现人脸识别加速（3）

目录

1.AXI4 Stream

1.1接口介绍

1.2 TVAILD和TREADY的握手过程

1.2.1TVALID先有效

1.2.2TREADY先有效

 1.2.3同时有效

2.VDMA学习

2.1接口介绍

2.1.1时钟以及复位接口

2.2.2总线相关接口

2.2.3同步信号

2.2时序介绍

2.2.1MM2S读

2.2.2 2SMM写

---

现在开始实现MIPI接口的摄像头采集模块以及视频回显模块。在这之前，需要学习一些相关知识。

1.AXI4 Stream

AXI4 Stream是一个连接交换数据组件的标准接口。一端连接发送数据的主设备，一端连接接受数据的从设备。有关AXI4 Stream其他基本概念查看官方文档：AXI Stream文档

1.1接口介绍

我们重点关注TVALID和TREAD。从文档中我们可以看出TVALID表示主机的设备驱动信号，该信号表示stream中的数据是有效的；TREADY表示从机设备驱动信息，表示从机在下一个时钟到来时候可以接收数据。并且不存在两个信号互相等待的情况，即当两个信号都有效，开始传输数据

 

1.2 TVAILD和TREADY的握手过程

我们知道，要想使得发生数据传输，TVALID和TREADY必须都有效。因此，存在以下几种情况：TVALID先有效、TREADY先有效、或者两者在同一周期内有效。

在TVALID有效之前，主设备不允许等待TREADY有效。一旦TVAILD有效，需要一直等待TREADY有效；但是允许从设备等待TVALID；并且在TREADY有效时候，TVALID还未有效，允许从设备取消TREADY。

1.2.1TVALID先有效

TVALID先有效，在没有等待到TREADY有效之前，其中的数据和控制信息不能更改，一旦TREAD有效，传输开始。

1.2.2TREADY先有效

TREADY先有效，一旦TVALID有效，传输开始

 1.2.3同时有效

其余引脚暂时不做介绍。

2.VDMA学习

针对视频处理做出了特殊的设计，即是为一个特殊的DMA。它可以很方便的处理数据存取操作以及方便实现多缓存机制。

官方文档：pg020

VDMA框图如下：将AXI4 Stream数据格式转换为Memory Map或者将Memory Map转换为AXI4 Stream。

 

从上图我们可以看出VDMA包含以下几种接口：

1.AXI-Lite：PS通过该接口配置VDMA

2.AXI Memory Map write：存储器写

3.AXI Memory Map read：存储器读

4.AXI Stream Write(S2MM：Stream to Memory Map)：AXI Stream视频流写入

5.AXI Stream Read(MM2S：Memory Map to Stream)：AXI Stream视频流读出

2.1接口介绍

 

2.1.1时钟以及复位接口

axi_resetn复位时钟以及同步时钟s_axi_lite_aclk,低电平有效且需要至少保持16个时钟周期。

2.2.2总线相关接口

 S表示Slave，M表示Master。

2.2.3同步信号

Fsync：none、s2mm tuser、s2mm sync

s2mm sync：当这个信号发生一个下降沿的时候开始传输，如果没有这个下降沿，即使mm2s_stream通道tready拉高也不会传输 

2.2时序介绍

2.2.1MM2S读

同步信号mm2s_fsync有效后，总共发出五次有效的m_axi_mm2s_arvalid。当收到了axi-stream的tvalid有效信号后，将数据发送到了axi-stream中。并且伴随了5次的m_axis_mm2s_ylast有效。

2.2.2 2SMM写

 在收到s2mm_fsync信号后，VDMA发出s2mm_fsync_out和s_axis_s2mm_tready表明已经准备好接收来自axi-stream端的数据。读取到的数据存储在行缓存里，m_axi_s2mm_awvalid有效后，紧接着有效m_axi_s2mm_wvalid信号，同时将数据放至m_axi_s2mm_wdata。